Сегодня космонавты на орбите питаются в основном сублимированными, консервированными и обезвоженными продуктами, но такая диета имеет ограничения как в питании, так и во вкусе. Холодильное оборудование в космосе – сложная инженерная задача, но оно изменит правила игры для тех, кто живет в условиях низкой гравитации. Ученые только что сделали значительный шаг к этому будущему, успешно продемонстрировав холодильник с невесомостью в экспериментах по микрогравитации здесь, на Земле.
Трудности с работой холодильника в космосе связаны с тем, как традиционные холодильники работают на Земле, где сила тяжести играет центральную роль в циркуляции хладагента в системе.
При этом жидкость подвергается циклу сжатия и расширения, в результате чего она превращается из жидкости в пар, при этом фазовое изменение поглощает тепло из внутреннего пространства и сохраняет его прохладным.
Из-за отсутствия гравитации в космосе инженеры должны переосмыслить, как эти системы регулируются, и этой проблемой занимается исследовательская группа из Университета Пердью. Команда инженеров сотрудничала с компанией Whirlpool и производителем оборудования Air Squared для разработки прототипа космического холодильника, предназначенного для работы в условиях невесомости.
В отличие от обычных холодильников, холодильник размером с микроволновую печь был оснащен безмасляным компрессором, что упрощает работу в условиях невесомости. Этот холодильник также проталкивал хладагент через цикл сжатия пара с более высокой скоростью, чем обычно, что предполагается как способ преодоления ограничений невесомости.
Инженеры продемонстрировали, что прототип космического холодильника может работать в любом месте на Земле, в том числе в перевернутом виде. Затем они взяли его на борт специально разработанного самолета от компании Zero Gravity, который действует как лаборатория исследования микрогравитации, чтобы увидеть, как он выдерживает 30 периодов невесомости, каждый из которых длится 20 секунд.
Первоначальные данные, проанализированные командой, показали, что холодильник работает так же хорошо, как и на земле, и что не было большего риска затопления жидкостью, которое могло бы повредить холодильник.
У исследователей еще остаются данные, которые необходимо проанализировать, в том числе о том, как можно улучшить производительность холодильника для экономии энергии, но первый опыт обнадеживает.
«Тот факт, что холодильные циклы работали непрерывно в условиях микрогравитации во время испытаний без каких-либо явных проблем, указывает на то, что наша конструкция является очень хорошим началом», – сказал Леон Брендель из Purdue University.
«Наше первое впечатление заключается в том, что микрогравитация не изменяет цикл способами, о которых мы не знали, когда тестировали влияние гравитации на конструкцию холодильника на земле, вращая и наклоняя его».
Видео ниже предлагает обзор исследования.
Источник: